유자 용매추출물의 전자 공여능, 아질산염 소거능 및 NDMA 생성 억제능 The Electron Donating Ability, Nitrite Scavenging Ability and NDMA Formation Effect of Solvent Extracts from Yuza (Citrus junos SIEB ex TANAKA)원문보기
유자를 과육과 과피로 분리하여 methanol, ether, ethylacetate 및 물로 추출하며 전자 공여능, 아질산염 소거능 및 NDMA생성에 미치는 영향을 검색하였다. 유자 과육 추출물의 경우 10 mg/ml이상 첨가시 ether추출물을 제외한 모든 실험구에서 $50\%$이상의 전자 공여능을 나타내었다. 과피 메탄올 추출물을 40 mg/ml 첨가시에는 BHA 및 ascorbic acid의 효능과 유사한 수준인 $99.2{\pm}0.37\%$의 전자 공여능이 나타났다. pH 1.2에서 아질산염 소거작용은 1mg/ml 첨가시 $40\%$ 이상의 소거능을 보였으며 시료량이 증가할수록 상승하였다. 또한 과육보다는 과피에서 아질산염 소거능이 다소 우수한 것으로 나타났다. 유자 과육 추출물의 NDMA생성 억제 효과는 메탄을 추출물을 pH 1.2의 반응 용액에 40 mg/ml 첨가시 $31.7{\pm}1.25\%$로 가장 높게 나타났다. pH 4.2 및 6.0의 반응 조건에서는 모든 시료 첨가구에서 $20\%$미만의 억제 효과가 있었다.
유자를 과육과 과피로 분리하여 methanol, ether, ethylacetate 및 물로 추출하며 전자 공여능, 아질산염 소거능 및 NDMA생성에 미치는 영향을 검색하였다. 유자 과육 추출물의 경우 10 mg/ml이상 첨가시 ether추출물을 제외한 모든 실험구에서 $50\%$이상의 전자 공여능을 나타내었다. 과피 메탄올 추출물을 40 mg/ml 첨가시에는 BHA 및 ascorbic acid의 효능과 유사한 수준인 $99.2{\pm}0.37\%$의 전자 공여능이 나타났다. pH 1.2에서 아질산염 소거작용은 1mg/ml 첨가시 $40\%$ 이상의 소거능을 보였으며 시료량이 증가할수록 상승하였다. 또한 과육보다는 과피에서 아질산염 소거능이 다소 우수한 것으로 나타났다. 유자 과육 추출물의 NDMA생성 억제 효과는 메탄을 추출물을 pH 1.2의 반응 용액에 40 mg/ml 첨가시 $31.7{\pm}1.25\%$로 가장 높게 나타났다. pH 4.2 및 6.0의 반응 조건에서는 모든 시료 첨가구에서 $20\%$미만의 억제 효과가 있었다.
Methanol, ether, ethylacetate and water extracts from flesh and peel of yuna (Citrus junos) were investigated to analyze their ability of electron donating, nitrite scavenging and nitrosodimethylamine (NDMA) formation in model system. The electron donating ability of ynza flesh extract, when it adde...
Methanol, ether, ethylacetate and water extracts from flesh and peel of yuna (Citrus junos) were investigated to analyze their ability of electron donating, nitrite scavenging and nitrosodimethylamine (NDMA) formation in model system. The electron donating ability of ynza flesh extract, when it added at 10 mg/ml or over, were more an $50\%$, except ether extract. The high electron donating ability ($99.2{\pm}0.37\%$) was observed in the methanol extract and its effect was similar to BHA and ascorbic acid, when 40 mg/ml of methanol extract was added in reaction solution. Nitrite scavenging ability of all extracts ken yuza was increased in proportion to sample concentration and more than $40\%$ when 1 mg/ml sample was added, under pH 1.2. Also nitrite scavenging ability was higher in peel extracts than flesh extracts of yuza. Inhibition ratio of NDMA formation from flesh methanol extract of yuza was $31.7{\pm}1.25\%$, when 40 mg/ml added under pH 1.2. In all samples, inhibition effects were lower than $20\%$, at pH 4.2 and 6.0.
Methanol, ether, ethylacetate and water extracts from flesh and peel of yuna (Citrus junos) were investigated to analyze their ability of electron donating, nitrite scavenging and nitrosodimethylamine (NDMA) formation in model system. The electron donating ability of ynza flesh extract, when it added at 10 mg/ml or over, were more an $50\%$, except ether extract. The high electron donating ability ($99.2{\pm}0.37\%$) was observed in the methanol extract and its effect was similar to BHA and ascorbic acid, when 40 mg/ml of methanol extract was added in reaction solution. Nitrite scavenging ability of all extracts ken yuza was increased in proportion to sample concentration and more than $40\%$ when 1 mg/ml sample was added, under pH 1.2. Also nitrite scavenging ability was higher in peel extracts than flesh extracts of yuza. Inhibition ratio of NDMA formation from flesh methanol extract of yuza was $31.7{\pm}1.25\%$, when 40 mg/ml added under pH 1.2. In all samples, inhibition effects were lower than $20\%$, at pH 4.2 and 6.0.
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문제 정의
지금까지 유자에 관한 연구는 성분 분석과 착즙 방법 등에 관한 것이 주를 이루었으나, 근래에 들어서 유자의 생리 활성을 연구를 통한 기능성의 규명과 고부가가치를 창출하고자 하는 방향으로 연구가 진행되고 있다.22-24) 이에 본 연구에서도 유자 기능성 규명을 위한 연구의 일환으로 유자 용매 추출물의 항산화 활성과 식품 내 대표적인 발암 물질로 알려져 있는 NDMA의 생성 억제능 및 전구 물질인 아질산염 소거능에 관한 연구를 통하여 유자의 고부가가치 창출에 기여하고자 한다.
가설 설정
1) Each value represents mean±SD oftriplicate.
제안 방법
전자 공여능은 Blois?, 의 방법을 변형하여 유자 용매 추출물의 l, l-diphenyl-2-piciylhydrazyl (DPPH, Sigma, USA)에 대한 시료의 환원력으로 측정하였다. 즉 일정한 농도의 methanol, ether, ethylacetate 및 물 추출물 1.
, Waltham, MA)에 주입시켜 분석하였다. GC-TEA의 column은 10% carbowax 20 M/ 80-100 chromosorb WHP로 충전한 glass column을 사용하였고, oven 온도는 130-180℃ (5℃/min), injection port, pyrolizer 및 interface 온도는 각각 180℃, 550℃ 및 200℃로 조정하였으며, 압력은 1 mmHg, He가스의 유속은 25 ml/min으로 하였다. 대조구는 시료액 대신 동량의 증류수를 사용하였으며, NDMA 생성 억제능은 대조구에 대한 peak의 백분율(%)로써 환산하였다.
NDMA 생성 억제능은 Heiser와 Hotchkiss27)의 방법을 응용하여 100 mM 아질산나트륨 용액 및 시료액 각 1 ml, 200 mM dimethylamine (Lancaster, England)용액 0.5ml를 차례로 혼합한 후 상기의 완충액으로 각각 pH 1.2, 4.2 및 6.0으로 조정한 다음 총 부피를 10 ml로 하여 37 ℃에서 1시간 반응시켰다. 반응 후 ammonium sulfamate (Junsei Chemical, Japan)를 가하여 반응을 정지시키고 dichloromethane 1 ml를 첨가하여 반응용액 중에 생성된 NDMA를 추출하여 Gas Chromatography (GC, 5890A, Hewlet-Packard, USA)-Thermal Energy Analyzer (TEA,543.
GC-TEA의 column은 10% carbowax 20 M/ 80-100 chromosorb WHP로 충전한 glass column을 사용하였고, oven 온도는 130-180℃ (5℃/min), injection port, pyrolizer 및 interface 온도는 각각 180℃, 550℃ 및 200℃로 조정하였으며, 압력은 1 mmHg, He가스의 유속은 25 ml/min으로 하였다. 대조구는 시료액 대신 동량의 증류수를 사용하였으며, NDMA 생성 억제능은 대조구에 대한 peak의 백분율(%)로써 환산하였다.
전자 공여능은 시료첨가구와 무첨가구의 흡광도 차이를 백분율(%)로 나타내었다. 대조구인 butylated hydroxy anisole (BHA, Sigma, USA)와 ascorbic acid (Sigma, USA)는 시료와 동일한 농도로 첨가하여 비교하였다.
0으로 조정한 다음 총 부피를 10 ml로 하여 37 ℃에서 1시간 반응시켰다. 반응 후 ammonium sulfamate (Junsei Chemical, Japan)를 가하여 반응을 정지시키고 dichloromethane 1 ml를 첨가하여 반응용액 중에 생성된 NDMA를 추출하여 Gas Chromatography (GC, 5890A, Hewlet-Packard, USA)-Thermal Energy Analyzer (TEA,543. Thermo Electron Corp., Waltham, MA)에 주입시켜 분석하였다. GC-TEA의 column은 10% carbowax 20 M/ 80-100 chromosorb WHP로 충전한 glass column을 사용하였고, oven 온도는 130-180℃ (5℃/min), injection port, pyrolizer 및 interface 온도는 각각 180℃, 550℃ 및 200℃로 조정하였으며, 압력은 1 mmHg, He가스의 유속은 25 ml/min으로 하였다.
1 및 2에 요약하였다. 시료를 첨가하지 않은 대조구의 NDMA 생성량을 100%로 하였을 때, 시료 첨가구의 NDMA 생성량을 측정하여 NDMA 생성 억제율로 환 산하였다.
0으로 조정한 다음 반응용액의 총 부피를 10 ml로 하였다. 이 용액을 37℃에서 1시간 반응시 킨 후 각 반응액 1 ml를 취하여 2% 초산용액 5 ml, 30% 초산용액으로 조제한 Griess 시약 0.5 ml를 차례로 가하여 잘 혼합한 다음 실온에서 15분간 방치시킨 후 분광광도계로 520nm에서 흡광도를 측정하여 잔존하는 아질산량을 산출하였다. 아질산염 소거능은 시료의 첨가 전 .
대상 데이터
유자는 경상남도 남해군 설천면에서 생산된 완숙유자를 사용하였다. 유자는 흐르는 물에 깨끗이 씻은 후 물기를 제거한 다음 4등분하여 과피와 과육으로 분리하고 과육 중의 씨를 제거하였다.
데이터처리
본 연구의 실험결과는 3회 반복 측정 후 평균과 표준편차로 나타내었으며, SPSS 10.0을 이용하여 실험군간의 유의성은 ANOVA로 검증한 후 p<0.05 수준에서 상호비교하였다.
이론/모형
Kato 등26)의 방법에 따라 시료액 1 ml에 1 mM 아질산 나트륨(Junsei Chemical, Japan)용액 1 ml를 가한 후, 0.1 N HC1 완충액 및 0.2 M 구연산 완충용액으로 각각 반응용액을 pH 1.2, 4.2 및 6.0으로 조정한 다음 반응용액의 총 부피를 10 ml로 하였다. 이 용액을 37℃에서 1시간 반응시 킨 후 각 반응액 1 ml를 취하여 2% 초산용액 5 ml, 30% 초산용액으로 조제한 Griess 시약 0.
성능/효과
8%였는데, 시료 중에 함유된 phenol 화합물의 영향인 것으로 보고 되어있다.3D 5종의 감귤류 쥬스를 이용하여 아질산염 소거작용을 측정한 결과 pH 2.5의 반응조건에서 50% 이상의 소거작용을 나타내었으며32)이들 쥬스로부터 분리한 ascorbate 및 phenolic 획분의 아질산염 소거작용은 phenol 획분에서 75〜89.5%의 범위로 ascorbate 획분보다 우수한 것으로 나타났다.33) Catechin, chlorogenic acid, morin, luteolin, naringenin 등의 flavonoid는 아질산염 소거작용이 우수한 것으로 알려져 있는데, 34)감귤류의 과육 및 과피에 함유된 naringin 및 hesperidin 등과 같은 flavonoid 화합물35)은 페놀산류에 비해 아질산염 소거작용이 낮다고 한 보고도 있다.
25%로 가장 높게 나타났다. NDMA 생성 억제 효과는 methanol, ethylacetate, 물, ether 순으로 효과가 좋았다. pH 4.
반응 용액의 pH가 산성 영역일수록, 시료의 농도가 증가할수록 소거작용은 유의적으로 상승하였다. pH 1.2의 반응 조건에서 유자과육의 아질산염 소거작용은 methanol 추출물의 경우 51.2土0.2~88.7土0.42%, ethylacetate 추출물에서 45.5土0.77〜86.1 土0.43%, 물 추출물에서 41.5±0.39-85.1 ±0.58%, ether 추출물에서 46.1 ±0.69〜78.6土0.39%의 순서로 효과가 우수하였다. pH 4.
NDMA 생성 억제 효과는 methanol, ethylacetate, 물, ether 순으로 효과가 좋았다. pH 4.2 및 6.0의 반응 조건에서는 모든 시료 첨가구에서 20% 미만의 억제 효과가 있었으며, pH가 알칼리화되어짐에 따라 NDMA 생성 억제 효과가 유의적으로 감소되어짐을 알 수 있었다. 특히, pH 6.
23%의 순서로 유의적으로 전자공여능이 높게 나타났다. 과피 추출물은 1 mg/ml 첨가시 12.5土0.25〜20.7土0.41%의 전자 공여능을 보여 과육에 비해 약 3배의 효능을 나타내었다. 또한 동일 용매 및 동일 농도의 조건에서 40 mg/ml의 ether 추출물을 제외한 모든 실험구에서 유자 과육에 비해 과피 추출물에서 유의적으로 전자 공여능이 우수하였다.
유자과육 추출물의 경우 1 mg/ml 첨가시 10% 미만의 효과가 있었으나, 10 mg/ml 첨 가시에는 ether 추출물을 제외한 모든 실험구에서 50%이상 의 전자 공여능을 나타내었다. 또한 40 mg/ml의 추출물을 첨가했을 때 메탄올 추출물에서 93.2±0.31%로 가장 높았으며, 다음으로 ethylacetate 추출물에서 90.3±0.18%, 물 추출물에서 88.2+0.20%, ether 추출물에서 80.1 土0.23%의 순서로 유의적으로 전자공여능이 높게 나타났다. 과피 추출물은 1 mg/ml 첨가시 12.
41%의 전자 공여능을 보여 과육에 비해 약 3배의 효능을 나타내었다. 또한 동일 용매 및 동일 농도의 조건에서 40 mg/ml의 ether 추출물을 제외한 모든 실험구에서 유자 과육에 비해 과피 추출물에서 유의적으로 전자 공여능이 우수하였다.
유자 과육 및 과피의 각 용매별 추출물에 대한 전자 공여 능을 측정한 결과는 Table 1과 같다. 모든 추출물 시료에서 전자공여능이 나타났으며, 시료의 첨가량이 증가할수록 전자 공여능이 유의적으로 상승되었다. 유자과육 추출물의 경우 1 mg/ml 첨가시 10% 미만의 효과가 있었으나, 10 mg/ml 첨 가시에는 ether 추출물을 제외한 모든 실험구에서 50%이상 의 전자 공여능을 나타내었다.
유자 과육 및 과피의 methanol, ether, ethylacetate 및 물 추출물에 대한 아질산염 소거작용은 Table 2 및 3에 나타내었다. 반응 용액의 pH가 산성 영역일수록, 시료의 농도가 증가할수록 소거작용은 유의적으로 상승하였다. pH 1.
본 실험에서 유자의 아질산염 소거작용은 과육보다는 과 피어)서, 비극성 용매보다는 극성의 용매에서 다소 우수한 것으로 나타났다. 일본산 무즙의 아질산염 소거작용은 19.
유자 과육의 용매별 추출물을 농도를 달리하여 첨가하였을 때 pH에 관계없이 시료의 첨가 농도가 높아질수록 NDMA 생성 억제 효과가 유의적으로 증가하였으며(Fig. 1), 메탄올 추출물을 40 mg/ml 첨가시 31.7土1.25%로 가장 높게 나타났다. NDMA 생성 억제 효과는 methanol, ethylacetate, 물, ether 순으로 효과가 좋았다.
유자 과피의 pH에 따른 아질산염 소거작용은 과육의 아질산염 소거작용과 유사한 경향이었으며 (Table 3), pH 1.2의 반응 조건에서 methanol 추출물을 40 mg/ml 첨가시 92.1 + 0.22%로 나타나 유자 과육보다 다소 높은 소거작용을 나타내었다. 반면에 pH 6.
37) Shin 등저)은 유자를 쥬스, ascorbate, phenol 및 유기산 획분으로 분리하여 아질산염 소거작용을 측정한 결과 쥬스>유기산 획분>phenol 획분>ascorbate 획분의 순으로 우수하였다고 보고하였다. 이상의 결과로 볼 때 유자 과육 및 과피 추출물의 아질산염 소거작용이 극성이 높은 용매로 추출하였을 때 우수한 것은 아질산염 소거에 효력이 있는 물질인 유기산, 비타민 C, 페놀성 화합물 등의 용출이 극성용매에서 더 효과적이었기 때문이라 판단된다.
이상의 결과에서 유자 과육 및 과피의 아질산염 소거능과 NDMA 생성 억제 효과를 비교해볼 때 아질산염 소거능이 NDMA 생성 억제 효과에 비해 우수한 경향으로 나타났다. 이는 반응용액 중에 dimethylamine이 존재할 경우, 아질산염은 시료 중에 함유된 물질보다 DMA와 반응성이 더 크기 때문에 비록 시료 중에 아질산염 소거능이 뛰어난 물질이 존재하더라도 DMA와의 반응으로 인해 NDMA 생성 반응이 우세하여.
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